cercetare ADN

terapia genică este o tehnică care implică adăugarea de gene funcționale la celulele unui pacient pentru a lua locul genelor disfuncționale. Tehnica folosește de obicei viruși proiectați pentru a livra materialul genetic dorit în celulele gazdei. Deoarece virusul invadează în mod natural și modifică genetic celulele, îl face un candidat perfect pentru a manipula selectiv genomul unei celule. Acești viruși au genele lor virulente îndepărtate și înlocuite cu genele dorite de interes, astfel încât, în loc să îmbolnăvească pacienții, le dau gene funcționale.

Acest lucru este eficient în tratarea afecțiunilor precum talasemia, o boală de sânge cauzată de o mutație genetică. Prin înlocuirea acestei mutații genetice cu o genă funcțională, terapia genică tratează starea și permite pacientului să facă celule sanguine funcționale.

terapia genică in Vivo

există două abordări diferite ale terapiei genice: in vivo (în interiorul corpului) și ex vivo (în afara corpului). Când se face in vivo, virusul modificat este injectat direct în regiunea corpului pacientului cu celule anormale. Acest lucru este deosebit de util atunci când numai anumite celule au nevoie de manipulare genetică, cum ar fi atunci când vizează celulele creierului în tratarea bolii Parkinson și a bolilor retinei.

Mai multe clase de virusuri sunt de interes în administrarea terapiei genice, cum ar fi herpesvirusurile și retrovirusurile, cu toate acestea, familia adenovirusului (inclusiv răceala comună) au fost de interes deosebit în experimentele in vitro timpurii. Din păcate, această clasă de virus poate evoca un răspuns imun care pune pacienții în pericol.

cercetătorii s-au concentrat acum asupra virusului adeno-asociat (AAV) în furnizarea terapiei genice, fiind faptul că nu are genele necesare pentru a se auto-răspândi. Cercetătorii transferă ADN non-dăunător de la adenovirus la AAV pentru a-i permite să livreze în mod eficient terapia genică.

terapia genică Ex Vivo

terapia genică Ex vivo, pe de altă parte, implică extragerea sângelui/măduvei osoase de la un pacient și separarea celulelor mature și imature. O genă de interes este apoi adăugată celulelor imature, care sunt reimplantate în fluxul sanguin al pacientului. Aceste celule se deplasează apoi în măduva osoasă, unde proliferează rapid și înlocuiesc toate celulele defecte.

aceasta este procedura folosită cu ZYNTEGLO, terapia genică Bluebird pentru beta talasemie, care a fost menționată mai devreme. ZYNTEGLO se face prin îndepărtarea celulelor stem hematopoietice („celule sanguine imature”) de la pacient, având un virus inserați o copie funcțională a genei beta globinei funcționale în aceste celule și reintroducând aceste celule stem funcționale la pacient. Acest tratament specific va fi lansat anul viitor la o sumă uluitoare de 1,8 milioane de dolari.

terapia Ex vivo a fost utilizată și în tratarea imunodeficienței combinate severe sau a sindromului bubble boy. Această terapie utilizează retrovirusuri precum HIV, care sunt foarte bune la introducerea genelor lor în celulele gazdă. Peste 30 de pacienți au primit acest tratament SCID și peste 90% dintre cei tratați sunt în remisie. Aceasta este o abordare mult mai promițătoare decât un transplant de măduvă osoasă, care produce o rată de remisiune de 50%.

editarea genei CRISPR-Cas9

CRISPR-Cas9 a fost descoperit în sistemul imunitar bacterian, unde este folosit pentru a apăra și dezactiva ADN-ul viral invadator. Cas9 este o endonuclează sau o enzimă care poate tăia selectiv ADN-ul. Enzima Cas9 este complexată cu o moleculă de ARN ghid pentru a forma ceea ce este cunoscut sub numele de CRISPR-Cas9.în primul rând, Cas9 localizează o zonă genetică specifică de interes cunoscută sub numele de Pam sau motivul adiacent protospacer. Odată ce Cas9 leagă PAM, ARN-ul ghid acționează în desfacerea unei porțiuni din ADN. Acest ghid are o secvență genetică care se potrivește în mod specific unei regiuni unice a ADN-ului și, odată ce acest lucru este legat, Cas9 taie acest segment de ADN ca o pereche de foarfece. Celula va încerca să repare această excizie într-o manieră predispusă la erori, ducând adesea la segmente mutante. Acest lucru este util în eliminarea unei gene specifice sau „oprirea acesteia”.

cercetătorii au început să manipuleze enzima Cas9 pentru a face mai mult decât să facă incizii. Prin adăugarea de enzime diferite la Cas9, oamenii de știință pot edita perechi de baze specifice de nucleotide, blocurile de material genetic. Procedând astfel, ei pot edita cu precizie o genă pentru a o transforma dintr-o formă cauzatoare de boli într-o genă sănătoasă.

CRISPR-Cas9 poate fi administrat atât in vivo, printr-un vehicul de livrare ambalat, cum ar fi nanoparticulele de aur, cât și ex vivo într-o manieră similară sistemului ZYNTEGLO (dacă virusul a fost înlocuit cu CRISPR-Cas9). Vedeți videoclipul de mai jos pentru animații ale diferitelor aplicații CRISPR.

Acest lucru este bogat. Combinarea pacienților (w / tahicardie ventriculară)-derivate induse celule stem pluripotente, terapia genică, #optogenetics, #CRISPR, organ-on-a-chip, pentru a crea „test de exercițiu într-un vas” pas spre vindecare. https://t.co/4FrQUZoVOO pic.twitter.com/jx29UNI8Xu

— Eric Topol (@EricTopol) 17 iulie 2019